Біосистеми
Екологія: біологія взаємодії. I-09. Моделювання як пізнання — і біосистем, і усього іншого
(у розробці)
Екологія: біологія взаємодії. I-05. Добір як причина доцільності біосистем
(у розробці)
Екологія: біологія взаємодії. I-10. (доповнення) Науковий метод
|
|
Роботу гіпотетико-дедуктивної моделі наукового пізнання можна описати наступним алгоритмом:
1. Пошук невідповідностей у ході застосування наукової системи уявлень (моделі дійсності, що будується наукою) для пояснення наявних даних; 2. Висування нових гіпотез, що узгоджують з системою уявлень факти або висновки, що слугували причиною переходу на цей крок; 3. Прогнозування наслідків з висунутих гіпотез (дедукція); 4. Перевірка прогнозів (у багатьох випадках — експериментальна) |
Екологія: біологія взаємодії. I-13. (доповнення) Моделі як засіб (само)обману
Деякі об'єкти неможливо або складно досліджувати безпосередньо. В цих і в безлічі інших випадків використовуються моделі. Модель — система, створена для вивчення системи-оригіналу; вона повинна мати подібний характер взаємодії частин і завдяки цьому може мати подібні емергентні властивості. Однак користуючись моделями, важливо ніколи не забувати про те, що вони — наближення, придатні тільки для оцінки певного діапазону явищ. Розділимо сукупність станів системи-оригіналу і моделі, що її описує, на дві області: ту, в якій оригінал вдалося спостерігати в дійсності, і ту, про яку ми судимо лише за моделлю. Якщо модель не відповідає оригіналу в вивченій області, від неї треба відмовлятися або, як мінімум, істотно її коригувати. А ось в невивченій області довести адекватність моделі неможливо
Екологія: біологія взаємодії. I-11. (доповнення) Універсальні властивості біосистем
Попри усю специфічність біосистем різних рівнів, для них можна виділити ряд універсальних властивостей. Певний склад і впорядкованість. Ієрархічність організації. Обмін речовин. Потік енергії. Здатність до розвитку. Пристосованість. Саморегуляція. Динамічність. Цілісність. Унікальність. Здатність до відтворення
Екологія: біологія взаємодії. I-07. Властивості складних систем
|
|
Чим цілісніша система, тим складнішим стає її мозаїчний опис. Мозок настільки складний, тому що об'єднаний безліччю зв'язків (нейрон мозку людини може мати 100 000 синапсів). Можливо, що людський мозок є найскладнішим об'єктом у Всесвіті (в усякому разі, конкурувати з ним міг би лише мозок більш розвиненої істоти). Екосистеми менш цілісні, і їх емергентні властивості не настільки несподівані. З усім тим, навіть досить прості системи здатні виявляти несподівані емергентні властивості, викликані взаємодією частин системи, що не розкладаються на окремі елементи
|
.
Екологія: біологія взаємодії. I-12. (доповнення) Опис різноманіття біосистем: класифікація, типологія, ординація
Динамічна типологія заснована не тільки на аналізі спостережуваного стану об'єкта, а й на прогнозі (в типовому випадку — імовірнісному) його майбутньої динаміки. Одним із шляхів побудови такої типології є визначення всієї сукупності їх можливих станів (ідентифікація їх фазового простору), аналіз траєкторій в різних частинах цього фазового простору (на цьому етапі надзвичайно корисним може бути імітаційне моделювання), і, нарешті, виділення басейнів стійкості, відповідних різним динамічним типам. З цієї точки зору, стійкість біосистем — це їх здатність зберігати або закономірно змінювати свій динамічний тип
Екологія: біологія взаємодії. I-08. Стійкість біосистем
|
|
Характерна особливість регуляції за принципом негативного зворотного зв'язку полягає в тому, що вона призводить до коливань регульованої величини. Якщо вплив виведе біосистему за межі її регуляції негативними зворотними зв'язками, вона перейде в іншу якість. Спрацюють позитивні зворотні зв'язки. Якщо ж вплив виявиться не критичним, негативні зворотні зв'язки зможуть повернути біосистему до норми.
Використання поняття «стійкість» в екології — окремий випадок його загальнонаукового вживання. Класичним визначенням поняття «стійкість» є те, яке було дано в 1892 р. творцем теорії стійкості руху Олександром Михайловичем Ляпуновим (доцентом, а пізніше — професором Харківського університету, що нині названий на честь В. Н. Каразіна). На нашу думку, з математичних підходів для екології корисніше всього уявлення про сталість за Ж. Л. Лагранжем, яке є окремим випадком стійкості за О. М. Ляпуновим. З цієї точки зору, стійкість є здатністю системи залишатися в обмеженій області свого фазового простору
|
Екологія: біологія взаємодії. I-06. Регуляція біосистем
|
|
Прямий зв'язок — це вплив якогось чинника на досліджувану систему (приклад: повертаючи кермо, водій змінює напрямок руху автомобіля). Зворотний зв'язок — залежність керуючого впливу від стану самої системи (приклад: зміна руху автомобіля впливає на повороти керма водієм). Таким чином, зворотний зв'язок — це управління системою з урахуванням її стану, залежність керуючого впливу від його результатів. Негативні зворотні зв'язки стабілізують систему, а позитивні — переводять її в інший стан (тобто руйнують колишню структуру взаємозв'язків)
|
